- •Курс лекций по релейной защите
- •8.5. Токовая отсечка 196
- •9.3. Защита от повышения напряжения. 205
- •Часть 1: Общие сведения о релейной защите.
- •Общие сведения о релейной защите
- •Назначение релейной защиты.
- •Основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения к.З. И быстрое автоматическое отключение выключателей повреждённого участка сети.
- •Повреждения и ненормальные режимы в электроустановках.
- •Трёхфазное к.З.
- •Двухфазное к.З.
- •Однофазное к.З.
- •Замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью
- •Требования, предъявляемые к релейной защите.
- •Основные требования к релейной защите от к.З.:
- •Селективность или избирательность.
- •Чувствительность.
- •Надёжность.
- •Требования к релейной защите от ненормальных режимов
- •Основные требования, предъявляемые к релейной защите от к.З.: быстродействие, селективность, чувствительность, надёжность.
- •Требования, предъявляемые к защите от ненормальных режимов: селективность, чувствительность, надёжность. Быстродействия для защит от ненормальных режимов, как правило, не требуется.
- •Основные органы релейной защиты.
- •Релейная защита состоит из измерительных (пусковых) органов и логической части.
- •Измерительные органы рз (реле тока, напряжения, мощности и т.П.) осуществляют непрерывный контроль за состоянием защищаемого объекта.
- •Классификация электрических реле
- •Изображение реле на схемах релейной защиты.
- •Условные обозначения реле
- •Электрические аппараты, электрические машины, реле изображаются на схемах рз при помощи специальных условных обозначений.
- •Оперативный ток
- •Постоянный оперативный ток
- •Переменный оперативный ток
- •Для питания цепей управления выключателями, цепей релейной защиты и автоматики в электроустановках используются постоянный или переменный оперативный ток.
- •Измерительные преобразователи
- •Трансформаторы напряжения
- •Схемы соединения трансформаторов напряжения
- •Погрешности трансформаторов напряжения
- •Ёмкостные делители напряжения
- •Трансформаторы тока
- •Погрешности трансформаторов тока
- •Схемы соединения трансформаторов тока
- •Токовые защиты линий
- •Токовая защита с использованием предохранителей
- •Iоткл.Мах Iк.Мах
- •Предохранитель представляет собой коммутирующий аппарат, выполняющий одновременно с коммутацией функции токовой защиты.
- •Действие предохранителя основано на выделении тепла при прохождении тока по его плавкой вставке.
- •Предохранители, как дешёвые и простые аппараты получили широкое распространение в электроустановках и электрических сетях напряжением до 1 кВ.
- •Токовая защита с использованием расцепителей встроенных в автоматические воздушные выключатели до 1 кВ.
- •Максимальная токовая защита линий
- •Ток срабатывания защиты
- •Токовая отсечка
- •Схемы соединений трансформаторов тока и цепей тока реле токовых защит.
- •Токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени
- •Токовые ступенчатые защиты нашли широкое применение для защиты от междуфазных к.З. В радиальных высоковольтных сетях напряжением до 35 кВ с односторонним питанием.
- •По принципу действия ступенчатые токовые защиты не обеспечивают требование селективности в кольцевых сетях и сетях с несколькими источниками питания.
- •Токовые направленные защиты линий
- •Максимальная токовая направленная защита
- •Токовые направленные отсечки
- •Защиты линий от замыканий на землю
- •Защиты от замыканий на землю в сетях с большими токами замыкания на землю.
- •Защиты от замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю.
- •Дистанционные защиты линий
- •Назначение и принцип действия дистанционной защиты
- •Характеристика измерительных органов дистанционной защиты
- •Характеристики реле сопротивления
- •Реле с круговой характеристикой с центром в начале координат.
- •Реле с круговой характеристикой, проходящей через начало координат.
- •Реле с эллиптической характеристикой.
- •Реле с многоугольными характеристиками.
- •Схемы включения реле сопротивления
- •Упрощённая схема дистанционной защиты.
- •Выбор уставок дистанционной защиты.
- •Дистанционная защита удовлетворяет требованиям селективности, быстродействия и чувствительности в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.
- •Дифференциальные токовые защиты линий
- •Продольные дифференциальные защиты.
- •Принцип действия продольной дифференциальной защиты основан на сравнении величины и фазы токов по концам защищаемой линии.
- •Продольная дифференциальная защита не требует замедления на срабатывание, т.Е. Является селективной по своему принципу действия.
- •Поперечные дифференциальные защиты.
- •Направленная поперечная дифференциальная защита
- •Дифференциально-фазная высокочастотная защита.
- •Дифференциально-фазные защиты отличаются быстродействием, высокой чувствительностью и обеспечивают селективность в сетях любой конфигурации и с любым числом источников питания.
- •Часть 2: Защиты генераторов трансформаторов, блоков генератор-трансформатор, электродвига-телей и сборных шин.
- •Защиты генераторов
- •Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов. Требования к защитам генераторов. Повреждения обмотки статора.
- •Повреждения обмотки ротора
- •Ненормальные режимы
- •Перегрузочная способность генераторов по симметричному току статора
- •Продольная дифференциальная защита
- •Поперечная дифференциальная защита
- •Защита от однофазных замыканий на землю в цепи статора генератора
- •Токовые защиты генератора от внешних к.З. И перегрузок
- •Максимальная токовая защита от внешних к.З. С блокировкой (пуском) по напряжению
- •Максимальная токовая защита от перегрузок
- •Токовая защита обратной последовательности
- •Защита от повышения напряжения
- •Защита от повышения напряжения устанавливается на гидрогенераторах для предотвращения опасных повышений напряжения на его выводах при сбросах нагрузки.
- •В качестве защиты от повышения напряжения гидрогенераторов применяется максимальная защита напряжения с независимой выдержкой времени с уставками:
- •Защиты ротора
- •Защита обмотки ротора от замыкания на землю в одной точке
- •Защита от замыканий на землю во второй точке цепи возбуждения
- •Защита ротора от перегрузки
- •Защиты трансформаторов
- •Повреждения, ненормальные режимы работы. Назначение и основные виды защит.
- •Защита от перегрузки.
- •Защита от повышения напряжения.
- •Защиты трансформаторов (автотрансформаторов) от повреждений выполняются с действием на отключение.
- •Дифференциальная защита
- •Принцип действия
- •Особенности выполнения диф. Защит трансформаторов
- •Токи небаланса в дифференциальных защитах трансформаторов
- •Схемы дифференциальных защит трансформатора
- •Газовая защита
- •Защиты от сверхтоков внешних к.З.
- •Токовая отсечка
- •Токовая отсечка является самой простой быстродействующей защитой от к.З. В трансформаторе и совместно с мтз и газовой защитой трансформаторов малой мощности.
- •Защита от перегрузок
- •Особенности выполнения защит блоков генератор-трансформатор
- •Продольные дифференциальные защиты
- •Защита от сверхтоков при внешних к.З. И перегрузках
- •Защита от повышения напряжения.
- •Защита генераторов блока от замыканий на землю
- •Защита от повреждения вводов напряжением 500 кВ и выше блочных трансформаторов.
- •Защиты электродвигателей
- •Повреждения и ненормальные режимы работы электродвигателей. Основные виды защит.
- •Защиты от междуфазных к.З.
- •На электродвигателях мощностью до 2 мВт, как правило, применяют однорелейные, а на электродвигателях мощностью от 2 до 5 мВт – двухрелейные схемы токовой отсечки или продольной диф. Защиты.
- •Защита от перегрузки
- •Мтз от перегрузки электродвигателей, как правило, выполняется с помощью одного реле тока включенного на один из фазных токов или по двухфазной однорелейной схеме.
- •Защита от однофазных замыканий на землю
- •Защита от замыканий на землю применяется только на электродвигателях напряжением 3-10 кВ, работающих в сети с незаземлённой нейтралью.
- •Защита от замыканий на землю выполняется с помощью одного токового реле подключённого к трансформатору тока нулевой последовательности с действием на отключение без выдержки времени.
- •Защита от понижения напряжения
- •Для исключения неправильной работы защиту минимального напряжения выполняют при помощи 2-х комплектов реле, подключаемых к разным трансформаторам напряжения.
- •Защиты электродвигателей напряжением до 1 кВ
- •Для защиты электродвигателей напряжением до 1 кВ применяются предохранители, магнитные пускатели и автоматические выключатели.
- •С помощью магнитных пускателей осуществляются операции по пускам и остановкам электродвигателей напряжением до 1 кВ, а также защита от перегрузки и от понижения напряжения.
- •В некоторых случаях на электродвигателях устанавливаются специальные защиты от обрыва фазы.
- •Особенности защиты синхронных электродвигателей
- •Защиты синхронных электродвигателей должны действовать не только на отключение его от сети, но также на отключение автомата гашения поля (агп).
- •Защиты сборных шин
- •Продольная дифференциальная защита шин
- •В качестве защит шин могут использоваться: токовая отсечка, дистанционная защита и продольная дифференциальная защита.
- •Разновидности схем дифференциальной защиты шин
- •Дифференциальная защита шин для распределительных устройств с одной рабочей и второй резервной системами шин
- •Дифференциальная защита шин для распределительных устройств с двумя рабочими системами шин
- •Дифференциальные защиты сборных шин для различных первичных схем отличаются по степени сложности и по количеству комплектов защиты используемых для реализации защиты шин.
- •Защита шин генераторного напряжения
Дифференциальные защиты сборных шин для различных первичных схем отличаются по степени сложности и по количеству комплектов защиты используемых для реализации защиты шин.
Для распределительных устройств подстанций напряжением 110-220 кВ с одиночной несекционированной системой сборных шин, а также для подстанций с одной рабочей и второй резервной системой шин обычно применяют один комплект диф. защиты шин с использованием реле с БНТ типа РНТ.
Для распределительных устройств подстанций напряжением 110 кВ и выше, работающих нормально на 2-х системах сборных шин (с двумя выключателями на присоединение, полуторные схемы, схемы «4/3», схемы многоугольников) для каждой системы сборных шин предусматривается отдельный (индивидуальный) комплект диф. защиты шин, а также общий комплект диф. защиты, осуществляющий защиту шин в режимах нарушения фиксации присоединений.
Защита шин генераторного напряжения
На электростанциях с шинами генераторного напряжения и на подстанциях с реактированными линиями и напряжением 6-10 кВ применяются специальные схемы защит шин, обеспечивающие быстрое отключение к.з., возникающих на шинах.
Наиболее просто защита шин осуществляется с помощью неполной дифференциальной защиты, выполненной токовыми реле, включаемыми на сумму токов всех источников питания. На схеме, представленной на рис. 11-6, токовые реле защиты шин подключены к трансформаторам тока генератора, трансформатора связи с энергосистемой и секционного выключателя.
Рис. 11-6. Схема
неполной дифференциальной защиты шин.
Неполная диф. защита обычно выполняется в 2-х фазном 2-х релейном исполнении, так как сети напряжением 6-10 кВ работают с изолированной нейтралью. Защита имеет две ступени: первая ступень выполняется в виде токовой отсечки, действующей без выдержки времени, вторая ступень представляет собой максимальную токовую защиту, действующую с выдержкой времени предназначенную резервировать защиты отходящих линий при к.з. за реакторами.
При к.з. за реактором линии в реле защиты будет проходить ток, равный сумме тока к.з. и тока нагрузки остальных неповреждённых линий данной секции, поэтому ток срабатывания первой ступени выбирается по следующему условию:
где: |
|
|
|
|
Кн |
- |
коэффициент надёжности, принимаемый равным 1,2 |
||
Кнагр |
- |
коэффициент нагрузки, учитывающий увеличение тока нагрузки за счёт торможения и самозапуска электродвигателей из-за снижения напряжения при к.з. за реактором, принимаемый равным 1,21,3. |
||
Ток срабатывания первой ступени должен также отстраиваться от к.з. за трансформаторами с.н., но это условие обычно не является определяющим.
Ток срабатывания второй ступени отстраивается от максимального тока нагрузки с учётом возможного самозапуска электродвигателей:
Первая ступень защиты не имеет выдержки времени, вторая – действует с выдержкой времени отстроенной от времени срабатывания защит отходящих линий. Обычно предусматривают и вторую выдержку времени для отключения генераторов в случаях, когда после отключения выключателей отходящих линий трансформаторов и секционных выключателей, повреждение (к.з.) не устранилось.
Чувствительность первой ступени защиты рассчитанная при 2-х фазном к.з. на шинах должна быть не менее 1,5, а чувствительность второй ступени (при 2-х фазном к.з. за реактором) – не менее 1,21,3.
Рассмотренная схема неполной диф. защиты шин обладает достаточным быстродействием и надёжностью из-за простоты исполнения и нашла широкое применение на небольших электростанциях для защиты шин генераторного напряжения.
Выводы:
На электростанциях с генераторами малой мощности, работающими на сборные шины генераторного напряжения и подстанциях напряжением 6-10 кВ с реактированными линиями в качестве защиты шин применяется неполная дифференциальная защита.
Неполная дифференциальная защита шин обычно выполняется в 2-х фазном исполнении и имеет две ступени: первая ступень в виде токовой отсечки предназначена для отключения без выдержки времени к.з. на шинах; вторая ступень в виде максимальной токовой защиты действует с выдержкой времени и предназначена для резервирования защит отходящих присоединений сборных шин.
Список литературы
Чернобровов Н.В. Релейная защита. Изд. 5-е, М., «Энергия», 1974.
Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. М., «Энергия», 1976 г.
Беркович М.А. и Семёнов В.А. Основы техники и эксплуатации релейной защиты. Изд-е 5-е. М., «Энергия», 1971 г.
Кривенков В.В., Новелла В.Н. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М., «Энергия», 1981 г.
Вавин В.Н. Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор. М., Энергоиздат, 1982 г.
Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. 2-е изд. М., «Энергоатомиздат», 1986 г.
Гельфанд Я.Е. Релейная защита распределительных сетей. М., «Энергия», 1975 г.
Правила устройства электроустановок. Изд-е 6-е. М., «Энергосервис», 1998 г.
Пособие для изучения Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей. М., «Издательство НЦ ЭНАС», 2000 г.
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ. М., «СПО ОРГРЭС», 2003 г.
Электрический справочник, т.2. Изд-е 5-е. М., «Энергия», 1975 г.
